Молниезащита и заземление главной понижающей подстанции

4.Молниезащита и заземление ГПП

     Защита ГПП от прямых ударов молнии осуществляется с помощью стержневых молниеотводов. Молниеотвод состоит из молниеприёмника, токоотвода и заземления.

     Защищаемый объект ГПП относится к I категории по устройству молниезащиты. Основные геометрические размеры объекта показаны на рис.4.1.

                                                          

28800                                                          8500            

 

                             30500

Рис.4.1.Геометрические размеры ГПП.

     Принимаем исполнение защиты двумя отдельно стоящими металлическими молниеотводами высотой 20 м на расстоянии 32 м друг от друга. Определим параметры зоны защиты. Для объектов I категории по устройству молниезащиты согласно [1] защитная зона относится к типу А.

     Так как расстояние между молниеотводами L = 32 м больше высоты молниеотвода , то воспользуемся соотношениями по [1].

     Высота расположения зон защиты молниеотводов:

h₀ = 0.85*h                                       (4.1)

     h₀ = 0.85*20 = 17 м.

     Радиус горизонтального сечения зоны защиты на уровне земли r₀:

r₀ = (1.1- 0.002*h)*h                       (4.2)

     r₀  = (1,1 – 0,002*20 )*20 =21,2 м.

     Радиус горизонтального сечения зоны защиты на высоте защищаемого объекта r_x:

r_x = (1,1 – 0,002*h) *(h – h_х/0,85)   (4.3)

     r_x = (1,1 – 0,002*20)*(20- 8,5/0,85) = 10,6 м.

     Минимальная высота зоны защиты  h_min:

h_min = h₀ – (0.17 + 3*10^-4*h)*(L – h)    (4.4)

     h_min = 17 – (0.17 + 3*10^-4*20)*(32 – 20) = 14.9 м.

     Наименьшая ширина зоны защиты на высоте h_x:

                                  (4.5)

     .

     На основании полученных значении построим зону защиты ГПП рис.4.2. ( на рисунке показана пунктирной линией)

 

                                     

                                                                         h_min

                                                                                                      h

                                     h₀                                            h_х                        

                                                                        L                                            

 

Рис. 4.2.Зона защиты объекта

     Из построения видно, что защищаемый объект не попадает полностью в зону защиты молниеотводов. Необходимо увеличить высоту молниеотвода.

     Принимаем высоту молниеотводов h = 25 м.

     Расчёт параметров защиты производим аналогичным образом, и результаты расчётов сведём в таблицу 4.1.

Таблица 4.1.

Параметры зоны защиты молниеотводов высотой L= 25 м.

h0, м	r0, м	rmin,м	hmin, м	rсх,м
21	26	16	20	15

     Зона защиты для принятых молниеотводов представлена на рис.4.2.

 (сплошной линией). Из рисунка видно, что два молниеотвода высотой 25 м создают зону защиты, которая полностью охватывает весь защищаемый объект.

     Заземление молниеотводов производим путём присоединения их к защитному заземлению ГПП, которое состоит из горизонтальных полос образующих замкнутый контур по периметру подстанции и соединяющих вертикальные электроды в соответствии с рекомендациями ПУЭ.

     К шинам 10 кВ присоединен трансформатор собственных нужд напряжением 10/0,4 кВ со схемой соединения обмоток Y/Y₀, нейтраль которого присоединена к контуру заземления подстанции.

     В качестве вертикальных заземлителей принимаем стальные стержни диаметром 15 мм и длиной 2 м, которые погружаются в грунт методом ввертывания. Верхние концы электродов располагаются на глубине 0,7 м от поверхности земли. К ним приваривают горизонтальные электроды из полосовой стали сечением (40х4) мм. Естественные заземлители не используются.

     Схема выполнения заземляющего контура подстанции представлена на рис.4.3.